JP2002066944A - 解放システムでの使用のための反応カムシステムおよび反力を解放するための方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トルク付与プロセスにおいて解放システムと
して用いるための反応カムシステムを提供する。 【解決手段】 反応カムは、固定具ヘッドと隣接する構
成要素との間に結合されたバックアップレンチに反力を
加え、バックアップレンチに対して位置決めされかつ固
定具ヘッドに取外し可能に結合された内側スリーブを有
する。偏心に取付けられたカムハウジングは、内側スリ
ーブの付近で回転可能に支持され、開始されるトルク付
与プロセスの前に、ハウジングの高点がバックアップレ
ンチの部分に面するように位置決めされる。トルク付与
プロセスが完了し、バックアップレンチを強制的にカム
ハウジングと密に接触させた後、バックアップレンチと
反応カムとの間に空隙ができるようにカムハウジングを
回転させる。隣接する構成要素から反応カムを、また固
定具からバックアップレンチを容易に取外す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】技術分野 この発明は、トルク付与プロセスの間に、固定具と表面
内に配置された隣接する構成要素との間に結合されたバ
ックアップレンチ上で生じる負荷の解放システムに関
し、より特定的には、トルク付与プロセスの間にバック
アップレンチとともに用いるように適合された反応カム
に関する。

【０００２】背景技術 典型的なトルク付与プロセスは、固定具のヘッド部分を
バックアップレンチの第１の端で掴みながら、ねじ付き
固定具の端上に設けられたナットに、トルクレンチを用
いてトルクを与えるステップを含む。バックアップレン
チは、隣接するボルトまたは構成要素に近接してその第
２の端が設けられるような向きにされる。バックアップ
レンチの第１の端は、トルク力がナットに加えられる
間、固定具のヘッド部分を保持する。バックアップレン
チの第２の端は、隣接する構成要素のヘッドに対して反
発し、それにより反力を発生する。また、隣接する構成
要素の標準ソケットがそのヘッド上に設けられるのが典
型的である。プラスチックの楔がソケットとバックアッ
プレンチとの間に位置付けられるため、バックアップレ
ンチの第２の端はプラスチックの楔に対して直接的に反
発する。一旦ナットにトルクが十分に加えられると、プ
ラスチック楔は、ソケットとバックアップレンチとの間
のそのしっかりと保持された位置から取外され（ハンマ
ーおよびマイナスねじ回しを用いて典型的には叩き出さ
れ）、隣接する構成要素にバックアップレンチが加える
負荷を解放する。

【０００３】しかしながら、いくつかの固定具は、容易
に上述のトルク付与プロセスを用いるのを困難または不
可能にする構成の中に設けられる。たとえば、パイプフ
ランジフィッティングまたは後桁端子フィッティングボ
ルト上に、隣接する構成要素のヘッドを用いて、固定さ
れた反応素子を提供する場合、トルク力が加えられかつ
バックアップレンチがそのような反応素子に対してしっ
かりと保持された後にプラスチック楔を叩き出すこと
は、空間的な制約のために難しくなり得る。さらに、典
型的なトルク付与プロセスにおいて、しっかりと保持さ
れたプラスチック楔を取外すことは、プラスチック楔の
取外しの難しさのために反応素子を損傷してしまうこと
がある。さらに、ソケットおよびプラスチック楔などの
反応素子を形成する複数の構成要素を用いることは、そ
のような構成要素が作業環境の中で容易になくなり得る
ために望ましくない。このことは、詰まりまたは外部部
品による損傷を非常に受けやすい可動部品を備える、機
械、エンジンおよび他の装置においては特に問題があり
得る。

【０００４】したがって、この発明の主な目的は、隣接
するソケットとバックアップレンチとの間で、バックア
ップレンチに加えられる反力を取除く手段として従来の
プラスチック楔を用いることが困難な構成で動作できる
反応カムを提供することである。

【０００５】この発明の別の目的は、トルク付与プロセ
スでバックアップレンチを用いる際に反応カムが係合す
る、隣接する構成要素を損傷しない反応カムを提供する
ことである。

【０００６】この発明の別の目的は、作業環境において
容易に分解したりなくなったりし得る複数の部分を有し
ない反応カムを提供することである。

【０００７】

【発明の概要】上記および他の目的は、この発明の好ま
しい実施例に従う反応カムおよびそれを用いる方法によ
って提供される。反応カムは、トルクを与えられるねじ
付固定具に隣接して配置される、固定された構成要素上
で用いられる。反応カムは、ねじ付固定具の１つの素子
にトルクが加えられるに従い、バックアップレンチに反
力を与え、バックアップレンチは固定具の第２の素子に
結合される。反応カムの主な特徴は、反応カムに当接す
るバックアップレンチが加える力を受けることによって
隣接する構成要素を保護し、トルク付与プロセスが完了
した後で反応カムの１つの構成要素を容易に取外し、し
たがって反応カムおよびバックアップレンチを両者とも
容易に取外せるようにすることである。

【０００８】反応カムは、偏心開口を有するカムハウジ
ング内に配置された内側スリーブを含む。内側スリーブ
は隣接する構成要素のヘッド上に設けられる。カムハウ
ジングは、内側スリーブのまわりに回転可能に支持され
る。カムハウジングは、従来のソケットレンチの駆動素
子と係合されかつ回転され得る駆動開口を含む。

【０００９】固定具のナットにトルクを与えることによ
って引起される負荷状態下では、バックアップレンチは
カムハウジングと当接しかつそれに力を加える。反応カ
ムシステムは、バックアップレンチに抗する反力を加
え、これは、ねじ付固定具を回転させずにナットにトル
クを加えるようにする。全負荷状態下では、カムハウジ
ング内の駆動開口は、従来のソケットレンチの駆動素子
と容易に係合されかつ回転され得る。偏心開口は、カム
ハウジングを内側スリーブのまわりで偏心に動かす。こ
れにより、バックアップレンチと反応カムとの間に小さ
な空隙ができ、システムが与える反力はこうして取除か
れる。次にバックアップレンチを固定具ヘッドから容易
に取外すことができる。このとき、この発明の反応カム
を隣接する構成要素から容易に取外すことができる。さ
らに、この発明の反応カムは、隣接する構成要素および
フィッティングを損傷から保護する。

【００１０】以下の明細書および添付の請求項を読むこ
とによりおよび以下の図面を参照することにより、この
発明のさまざまな利点が当業者に明らかになるであろ
う。

【００１１】

【好ましい実施例の詳細な説明】図１を参照すると、プ
ラスチック楔５２、バックアップレンチ１４、固定具１
８および標準ソケット５６を組入れる、先行技術のトル
ク付与システム５０が示される。標準ソケット５６は、
隣接する構成要素のヘッド（ソケット５６の中に隠れて
いる）に結合される。固定具１８と関連付けられるナッ
ト２２は、締められていない位置にある。バックアップ
レンチ１４の第１の端１３は、固定具１８の固定具ヘッ
ド１９に結合されかつ、トルクレンチ（図示せず）を用
いてナット２２にトルクが締め付け位置に加えられるに
従い、プラスチック楔５２に対して押付けられる。ナッ
ト５８にトルクが与えられかつそれが締まるに従い、バ
ックアップレンチ１４は、第２の端１５を介して負荷を
プラスチック楔５２およびソケット５６に加えながら、
固定具１８のヘッド６２を静止したまま維持する。ソケ
ット５６および楔５２は、バックアップレンチ１４に対
して反作用する反力を加える。望ましい力までナット２
２が締められた（すなわち、トルクを与えられた）後、
次にプラスチック楔５２は、標準ソケット５６とバック
アップレンチ１４との間から取外される。プラスチック
楔５２は、ソケット５６とバックアップレンチ１４の第
２の端１５との間で非常にしっかりと効果的に「締付け
られる」ため、簡単にそれを取外すことはできない。同
様に、ソケット５６は、バックアップレンチ１４の第２
の端がそれに加える力を考慮すると、容易に取外すこと
ができない。したがって、ハンマーまたはハンマーとね
じ回しを用いてプラスチック楔５２を強制的に「叩き」
出し、隣接する構成要素からソケット５６を取外すこと
が通常は必要である。認められるように、空間がプラス
チック楔５２へのアクセスを制限するかまたは、プラス
チック楔５２を掴むかもしくは叩いてそれを取外すのを
困難もしくは不可能にする適用例では、これはかなり困
難であり得る。

【００１２】図２を参照すると、この発明の好ましい実
施例に従う反応カム１２がバックアップレンチ１４とと
もに示される。好ましい実施例では、反応カム１２は、
固定具１８に密に近接して設けられる隣接する構成要素
１６とともに用いられる。例示のみのため、隣接するコ
ンポーネント１６はボルトを含んでもよい。固定具１８
および隣接する構成要素１６は、それらは必ずしもそう
である必要はないが、共通の表面２０に固定されること
が典型的である。固定具１８および隣接する構成要素１
６は、依然として互いに対して近接して設けられれば、
異なる表面に配置されてもよい。ナット２２は、固定具
ヘッド１９の反対側に、固定具１８のねじ付軸にねじ止
め可能に結合される。

【００１３】続いて図２を参照すると、反応カム１２は
内側スリーブ２４およびカムハウジング２６を含む。内
側スリーブ２４は、隣接する構成要素１６のヘッドの上
に嵌るように適合され、カムハウジング２６は内側スリ
ーブ２４の上に嵌りかつ内側スリーブ２４のまわりを回
転する。しかしながら、管、フランジまたは固定具の端
などの、しかしそれらに限定されない、さまざまな寸法
決めされかつ形作られた物の上に嵌るように内側スリー
ブ２４を寸法決めしかつ形作ることができる。好ましい
実施例では、２つの保持止めねじ２８、３０がカムハウ
ジング２６のねじ付開口２６ａの中にねじ止め可能に挿
入され、内側スリーブ２４の外側表面３８に形成される
溝３６内で係合し、カムハウジング２６に対する内側ス
リーブ２４の回転方向の動きを依然として許しながら、
カムハウジング２６に対して内側スリーブ２４を保持す
る。保持止めねじ２８、３０は、互いから少なくとも約
４５°に設けられることが好ましい。

【００１４】図５および図６を参照すると、カムハウジ
ング２６は、内側スリーブ２４を受ける円形の溝または
開口２６ｂを形成するように、孔を開けられるかまたは
別の方法で作られる。カムハウジング２６は好ましく
は、カムハウジング２６の、線Ａ−Ａで示される中心軸
から中心を外れて（すなわち偏心に）形成され、それに
よりカムハウジング２６の高点７０および低点７２を形
成する。カムハウジング２６は好ましくは、約０．１２
５インチ分、中心を外れて形成される。カムハウジング
２６の高点７０または「接点」は、線Ｂ−Ｂで示され
る、円形の溝２６ｂの同軸中心からカムハウジングの外
側表面４１への距離によって形成される。

【００１５】図３および図６に示されるように、高点７
０または「接点」は、トルク付与プロセスに先立って、
バックアップレンチ１４に当接するように整列されるべ
き、カムハウジング２６上の所望の点である。図５に示
されたように、カムハウジング２６の低点７２または
「非接点」は、線Ｂ−Ｂで示される、溝２６ｂの中心軸
からカムハウジングの外側表面４１への最小の距離によ
って形成される。図４に示されるように、低点７２また
は「非接点」は、バックアップレンチ１４の第２の端１
５に面して、トルク付与プロセスの間にバックアップレ
ンチ１４に負荷が与えられた後に反応カム１２の取外し
を許す必要がある点である。

【００１６】図６を参照すると、カムハウジング２６の
駆動開口３４は、カムハウジングのヘッド３５内に配置
されかつ図５の線Ａ−Ａで示された中心軸のまわりに芯
合わせされる。駆動開口３４は好ましくは方形に形作ら
れた開口であり、技術分野で周知の、標準的な１．５イ
ンチの駆動ソケットレンチを用いて、カムハウジング２
６が内側スリーブ２４のまわりで回転できるようにす
る。これは、用いられる標準ソケットレンチ（図示せ
ず）がカムハウジング２６を回転するのを可能にする。

【００１７】図２、図３および図７に内側スリーブ２４
が図示される。内側スリーブ２４は、隣接する構成要素
１６のヘッドの上にしっかりと嵌まるように寸法決めさ
れかつ形作られる開口２４ａを有する。好ましい実施例
では、内側スリーブ外側表面３８の好ましくは全周のま
わりにチャネル３６が形成される。チャネル３６は、保
持止めねじ２８および３０を受けるのに好適な幅および
深さを有するため、カムハウジングは、内側スリーブ２
４に可動に結合され、かつ、隣接する構成要素１６から
反応カム１２が取外されるときに内側スリーブ２４およ
びカムハウジング２６が分離するのを依然として阻止し
ながら、内側スリーブ２４のまわりを自由に回転するこ
とができる。この他、保持止めねじ２８および３０が内
側スリーブ外側表面３８に固定可能に結合されかつ、チ
ャネル３６がカムハウジングの内側表面４０上に配置さ
れ得ることも認められなければならない。内側スリーブ
２４は好ましくは、損耗に耐える材料から作られる。１
つの好ましい材料は熱処理された鋼である。

【００１８】図２から図４で、マーキング３２は高点７
０または「接点」を示し、トルク付与プロセスの間にバ
ックアップレンチ１４が反応カム１２に対して作用する
前に、ユーザが反応カム１２をバックアップレンチ１４
と容易に整列させるのを可能にする。マーキング３２
は、高点７０に隣接してカムハウジング外側表面４１上
につけられる。カムハウジング２６は好ましくは、大き
な損耗耐性を有する材料から作られる。１つの好ましい
材料は熱処理された鋼であり、重量が問題ならば、別の
好ましい材料はアルミニウムである。

【００１９】図３を参照すると、負荷を与える前にバッ
クアップレンチ１４の第１の端１３が固定具ヘッド１９
に固定可能に結合され、反応カム１２は、隣接する構成
要素１６上に設けられかつバックアップレンチ１４の第
２の端１５が反応カム１２のマーキング３２で高点と当
接するように整列される。所望の締まり具合まで外部ト
ルクレンチ（図示せず）がナット２２にトルクを与える
に従い、バックアップレンチ１４が固定具１８を固定位
置に保持して回転を阻止するため、反応カム１２がバッ
クアップレンチ１４に反力を加える。この反力はバック
アップレンチ１４が与える力に抗する。一旦ナット２２
に十分にトルクが加えられると、ナット２２に加えられ
たトルクは取除かれる。次に工具（図示せず）が駆動開
口３４に結合されて、負荷を与えられていない位置にカ
ムハウジング２６を容易に回転する。１つの好ましい工
具は標準ソケットレンチである。

【００２０】図４を参照すると、負荷を与えられていな
い位置は、バックアップレンチに近接して低点７２が設
けられるようにカムハウジング２６が回転されるときに
生じる。好ましい実施例では、カムハウジング２６は、
トルク付与プロセスの間にそれがあった最初の位置から
約１８０°回転される。一旦カムハウジング２６がこの
位置に回転されると、バックアップレンチ１４の第２の
端１５とカムハウジング２６との間に空隙ができ、これ
は、バックアップレンチ１４がカムハウジング２６に加
えている負荷を取除く。次に隣接する構成要素１６から
反応カム１２を容易に取外すことができる。反応カム１
２は、保持止めねじ２８および３０がカムハウジング２
６を内側スリーブ２４に固定するため、カムハウジング
２６を内側スリーブ２４から分離させることなく一体
で、隣接するコンポーネント１６から取外される。した
がって、反応カムを用いる作業環境において偶発的にな
くなり得る、反応カム１２の部品は存在しない。

【００２１】この発明の広い教示がさまざまな形で実現
され得ることが、前述の説明から当業者に認められるで
あろう。したがって、この発明はその特定の例と関連し
て説明されたが、図面、明細書および添付の請求項を参
照すれば当業者には他の変更例が明らかであるため、こ
の発明の真の範囲がそのように限定されるべきではな
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】 トルク付与プロセスの間にバックアップレン
チとともに用いられる典型的な負荷解放構成を示す斜視
図である。

【図２】 従来のバックアップレンチとともに用いて反
力をもたらす反応カムを示すこの発明の反応カムの分解
斜視図である。

【図３】 反応カムが負荷を与えられた位置に回転され
る、図２に示された反応カムおよびバックアップレンチ
の平面図である。

【図４】 反応カムが負荷を与えられていない位置に回
転された、図２の反応カムおよびバックアップレンチの
平面図である。

【図５】 図２の反応カムの外側スリーブの側面図であ
る。

【図６】 図２の反応カムの上面図である。

【図７】 図２の反応カムの内側スリーブの側面図であ
る。

【符号の説明】

１２ 反応カム、１４ バックアップレンチ、２６ カ
ムハウジング、２８止めねじ、３４ 駆動開口。

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 バックアップレンチが隣接する構成要素
   と当接することを意図される、固定具の第１の部分に結
   合されたバックアップレンチを有する解放システムでの
   使用のための反応カムシステムであって、 前記隣接する構成要素に取外し可能に結合された内側ス
   リーブと、 前記内側スリーブに回転可能に結合されて、内側スリー
   ブに対して偏心に可動であるカムハウジングと、 トルク付与動作に先立って第１の位置に位置決めされ、
   前記固定具の第２の部分にトルクが加えられる間に前記
   バックアップレンチに反力を与える前記カムハウジング
   と、 前記トルクが前記固定具の前記第２の部分から取除かれ
   た後に第２の位置に可動である前記カムハウジングとを
   含み、前記カムハウジングは前記バックアップレンチと
   の接触から移動され、それにより前記反応カムシステム
   を前記隣接する構成要素から容易に取外しかつ前記バッ
   クアップレンチを前記固定具から容易に取外すのを可能
   にする、反応カムシステム。
2. 【請求項２】 前記カムハウジングは、前記カムハウジ
   ングの中心軸からオフセットされて形成された溝を含
   み、それにより高点および低点が前記カムハウジング上
   に効果的に形成される、請求項１に記載の反応カムシス
   テム。
3. 【請求項３】 前記高点は前記低点から約１８０°に設
   けられる、請求項２に記載の反応カムシステム。
4. 【請求項４】 前記カムハウジングを前記内側スリーブ
   に回転可能に結合するための少なくとも１つの止めねじ
   をさらに含む、請求項１に記載の反応カムシステム。
5. 【請求項５】 前記内側スリーブの外側表面上に配置さ
   れたチャネルをさらに含み、前記止めねじは前記チャネ
   ルと係合する、請求項４に記載の反応カムシステム。
6. 【請求項６】 工具と係合するための駆動開口をさらに
   含み、それにより前記ソケットレンチによる前記内側ス
   リーブのまわりでの前記カムハウジングの回転を可能に
   し、前記駆動開口は前記カムハウジングのヘッド上に配
   置される、請求項１に記載の反応カムシステム。
7. 【請求項７】 前記駆動開口はソケットレンチの駆動素
   子を受けるように形作られる、請求項６に記載の反応カ
   ムシステム。
8. 【請求項８】 バックアップレンチが隣接する構成要素
   と当接することを意図される、固定具の第１の部分に結
   合されたバックアップレンチを有する解放システムでの
   使用のための反応カムシステムであって、 前記隣接する構成要素に取外し可能に結合された内側ス
   リーブと、 前記内側スリーブに回転可能に結合され、前記内側スリ
   ーブに対して偏心して可動であるが前記内側スリーブか
   ら分離できないカムハウジングと、 トルク付与動作に先立って第１の位置に位置決めされ、
   前記固定具の第２の部分にトルクが加えられる間に前記
   バックアップレンチに反力を与える前記カムハウジング
   と、 前記トルクが前記固定具の前記第２の部分から取除かれ
   た後に第２の位置に可動である前記カムハウジングとを
   含み、前記カムハウジングは前記バックアップレンチと
   の接触から移動され、それにより前記反応カムシステム
   を前記隣接する構成要素から容易に取外しかつ前記バッ
   クアップレンチを前記固定具から取外すのを可能にし、 前記カムハウジングは、用いられる外部工具が前記カム
   ハウジングを回転させるのを可能にするための駆動構造
   を含む、反応カムシステム。
9. 【請求項９】 前記カムハウジングは、前記カムハウジ
   ングの中心点からオフセットされて形成される溝を有
   し、それにより高点および低点が前記カムハウジング上
   に形成される、請求項８に記載の反応カムシステム。
10. 【請求項１０】 前記高点は前記低点から０°から１８
    ０°に設けられる、請求項９に記載の反応カムシステ
    ム。
11. 【請求項１１】 前記高点を示すマークをさらに含み、
    前記マークは前記カムハウジングの外側表面上に設けら
    れかつ前記高点と並列される、請求項２または９に記載
    の反応カムシステム。
12. 【請求項１２】 前記駆動構造は駆動開口を含む、請求
    項９に記載の反応カムシステム。
13. 【請求項１３】 トルク付与プロセスの間にバックアッ
    プレンチと隣接する構成要素との間で生じる反力を解放
    するための方法であって、トルク付与プロセスは、バッ
    クアップレンチを用いて固定具の第２の構成要素にトル
    クが加えられる間に固定具の１つの構成要素を静止した
    まま保持するステップを含み、この方法は、 内側スリーブを前記隣接する構成要素に取外し可能に結
    合するステップと、 カムハウジングを前記内側スリーブに回転可能に結合す
    るステップとを含み、カムハウジングは内側スリーブに
    対して偏心に動き、さらに前記バックアップレンチを前
    記固定具に結合するステップを含み、それにより前記バ
    ックアップレンチは前記カムハウジングに対して調節可
    能に支持され、さらに前記固定具の前記１つの構成要素
    にトルクを与えるステップを含み、それにより前記バッ
    クアップレンチは前記固定具の前記第２の構成要素を固
    定された位置に保持しかつ前記カムハウジングに負荷を
    加え、さらに前記トルクを取除くステップと、 前記カムハウジングを負荷を与えられていない位置に回
    転させるステップとを含み、それにより前記負荷は前記
    カムハウジングから取除かれ、さらに前記隣接する構成
    要素から前記カムハウジングおよび前記内側スリーブを
    取外すステップを含む、方法。